二級アミン。 アミン合成法のまとめ

アミン(あみん)とは

二級アミン

アンモニアNH 3の水素原子を炭化水素残基R(アルキル基あるいはアリール基)で置換した化合物の総称。 置換した基の数によって第一級アミンR-NH 2、第二級アミンRR'-NH、第三級アミンRR'R"Nに分類される。 一般にベンゼン環に直接アミノ基が結合しているものを芳香族アミンといい、アルキル基のみのアンモニア置換体を脂肪族アミンといって、区別している。 分子内のアミン窒素原子が1個のものをモノアミン、2個のものをジアミン、3個、4個のものをそれぞれトリアミン、テトラアミンといい、2個以上のアミン窒素原子をもつものを一括してポリアミンという。 [山本 学] 命名法アミンの名称は一般に、窒素に結合した基を列記したあとに「アミン」を付記して表す。 たとえば、メチルアミン、ジフェニルアミン、エチレンジアミンなどである。 芳香族アミンや環状アミンでは、アニリン、トルイジン、ピペリジン、アジリジン、ピリジンなどのように慣用名をもつものが多いが、語尾が-ine(イン)でアミンであることを表す。 [山本 学] 存在低位の脂肪族アミンはタンパク質が腐敗分解するときに生ずる。 たとえば、古くなった魚の臭気は主としてアミンに起因する。 芳香族アミンや複素環式アミンのなかには、ピリジンやピコリンのようにコールタール中に含まれているものもある。 植物中に存在し、著しい生理活性をもつ複雑な構造のアミンは、アルカロイドとよばれ、医薬、農薬として重要なものが多い。 [山本 学] 製法 第一級アミン第一級アミンの製法には次のようなものがある。 1 ニトリル、アミドなどの還元 ニトリルの還元は、白金やニッケルを触媒とした水素化などの方法により行われる。 アミドの還元は、水素化アルミニウムリチウムなどの還元剤を用いて行われる。 ニトロ化合物から第一級アミンへの還元の中間体であるニトロソ化合物、アゾ化合物などの還元によっても第一級アミンが得られる。 3 ハロゲン化アルキルにアンモニアを作用させる。 この方法では上の式でみるように第一級、第二級、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩の混合物となるため、第一級アミンを選択的に合成する方法としては適当ではない。 4 フタルイミドカリウムにハロゲン化アルキルを作用させ、生成物を加水分解する(ガブリエル反応)。 5 酸アミドに臭素と水酸化アルカリを作用させる(ホフマン反応)。 この反応は次の式に示すようにイソシアナート(イソシアン酸エステル)を経由する転位反応である。 酸塩化物(酸ハロゲン化物)にアジ化ナトリウムを作用させてできる酸アジドを熱分解する方法や、カルボン酸にアジ化水素酸を作用させる方法によっても第一級アミンが得られ、いずれもイソシアナートを経由する。 このほかに、ケトン、アルデヒドにアンモニアとギ酸を作用させて、還元とアミノ化を同時に行って第一級アミンを得る方法も知られている。 [山本 学] 第二級、第三級アミン第二級アミン、第三級アミンは、シッフ塩基、 N-アルキルアミドの還元や、第一級、第二級アミンのアルキル化などの方法により調製される。 後者では目的とするアルキル化生成物だけを選択的に合成することが困難な場合もある(第一級アミンの製法 3 参照)。 [山本 学] 物理的性質脂肪族アミンは、低位のものはアンモニア臭のある気体ないし液体であるが、高位のものはほぼ無臭の固体である。 芳香族アミンは一般に水に不溶で特有のにおいをもつ。 [山本 学] 化学的性質アミンは塩基性を示し、次式の例のように酸と反応して塩をつくる。 脂肪族アミンは一般にアンモニアよりやや強い塩基性を示すが、芳香族アミンの塩基性は低い。 塩酸、硫酸などの強い無機酸との塩は一般に水溶性で、水酸化アルカリを加えるとアミンを遊離する。 亜硝酸との反応は第一級、第二級、第三級アミンで異なる挙動を示す。 芳香族第一級アミンは低温でジアゾニウム塩を生成する。 高温ではこれが分解してフェノールとなる。 脂肪族第一級アミンではアルコールを生ずる。 第二級アミンはニトロソアミンを生成する。 この反応で生成するニトロソアミンは発癌 はつがん 性をもつので、食品添加物として用いられている亜硝酸塩が有害であるとの考えがある。 第三級アミンは常温では亜硝酸と反応しない。 第一級、第二級アミンは無水酢酸あるいは塩化アセチルによりアセチル化されアミドを生成するが、第三級アミンは反応しない。 塩化ベンゼンスルホニルとの反応でも第一級および第二級アミンの場合はベンゼンスルホンアミドを生成するが、第三級アミンは反応しない。 第一級アミンからのスルホンアミドはアルカリに溶けるのに対し、第二級アミンからのものはアルカリに不溶であるので区別できる。 第一級アミンにクロロホルムおよびアルカリを反応させると、悪臭のあるイソニトリルを生成する。 イソニトリルの別名をカルビルアミンというので、この反応はカルビルアミン反応とよばれ、第一級アミンの検出法として用いられる。 第三級アミンはハロゲン化アルキルと反応して第四級アンモニウム塩を生じる。 [山本 学] 構造アミンの窒素原子は平面構造ではなく三角錐 さんかくすい 構造をとっている。 言い換えると、正四面体の中心に位置する窒素原子から3本の結合が3個の頂点に向かい、残りの頂点には孤立電子対が位置を占めている。 アミンの塩基性はこの孤立電子対に由来している。 三角錐構造は速やかに反転しているので、すべての置換基が異なる種類である第三級アミンでも、炭素の四面体の場合のように光学対掌体に分割することは一般に不可能である。

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還元的アミノ化反応 (ボーチ還元的アミノ化)

二級アミン

アンモニアNH 3の水素原子を炭化水素残基R(アルキル基あるいはアリール基)で置換した化合物の総称。 置換した基の数によって第一級アミンR-NH 2、第二級アミンRR'-NH、第三級アミンRR'R"Nに分類される。 一般にベンゼン環に直接アミノ基が結合しているものを芳香族アミンといい、アルキル基のみのアンモニア置換体を脂肪族アミンといって、区別している。 分子内のアミン窒素原子が1個のものをモノアミン、2個のものをジアミン、3個、4個のものをそれぞれトリアミン、テトラアミンといい、2個以上のアミン窒素原子をもつものを一括してポリアミンという。 [山本 学] 命名法アミンの名称は一般に、窒素に結合した基を列記したあとに「アミン」を付記して表す。 たとえば、メチルアミン、ジフェニルアミン、エチレンジアミンなどである。 芳香族アミンや環状アミンでは、アニリン、トルイジン、ピペリジン、アジリジン、ピリジンなどのように慣用名をもつものが多いが、語尾が-ine(イン)でアミンであることを表す。 [山本 学] 存在低位の脂肪族アミンはタンパク質が腐敗分解するときに生ずる。 たとえば、古くなった魚の臭気は主としてアミンに起因する。 芳香族アミンや複素環式アミンのなかには、ピリジンやピコリンのようにコールタール中に含まれているものもある。 植物中に存在し、著しい生理活性をもつ複雑な構造のアミンは、アルカロイドとよばれ、医薬、農薬として重要なものが多い。 [山本 学] 製法 第一級アミン第一級アミンの製法には次のようなものがある。 1 ニトリル、アミドなどの還元 ニトリルの還元は、白金やニッケルを触媒とした水素化などの方法により行われる。 アミドの還元は、水素化アルミニウムリチウムなどの還元剤を用いて行われる。 ニトロ化合物から第一級アミンへの還元の中間体であるニトロソ化合物、アゾ化合物などの還元によっても第一級アミンが得られる。 3 ハロゲン化アルキルにアンモニアを作用させる。 この方法では上の式でみるように第一級、第二級、第三級アミンおよび第四級アンモニウム塩の混合物となるため、第一級アミンを選択的に合成する方法としては適当ではない。 4 フタルイミドカリウムにハロゲン化アルキルを作用させ、生成物を加水分解する(ガブリエル反応)。 5 酸アミドに臭素と水酸化アルカリを作用させる(ホフマン反応)。 この反応は次の式に示すようにイソシアナート(イソシアン酸エステル)を経由する転位反応である。 酸塩化物(酸ハロゲン化物)にアジ化ナトリウムを作用させてできる酸アジドを熱分解する方法や、カルボン酸にアジ化水素酸を作用させる方法によっても第一級アミンが得られ、いずれもイソシアナートを経由する。 このほかに、ケトン、アルデヒドにアンモニアとギ酸を作用させて、還元とアミノ化を同時に行って第一級アミンを得る方法も知られている。 [山本 学] 第二級、第三級アミン第二級アミン、第三級アミンは、シッフ塩基、 N-アルキルアミドの還元や、第一級、第二級アミンのアルキル化などの方法により調製される。 後者では目的とするアルキル化生成物だけを選択的に合成することが困難な場合もある(第一級アミンの製法 3 参照)。 [山本 学] 物理的性質脂肪族アミンは、低位のものはアンモニア臭のある気体ないし液体であるが、高位のものはほぼ無臭の固体である。 芳香族アミンは一般に水に不溶で特有のにおいをもつ。 [山本 学] 化学的性質アミンは塩基性を示し、次式の例のように酸と反応して塩をつくる。 脂肪族アミンは一般にアンモニアよりやや強い塩基性を示すが、芳香族アミンの塩基性は低い。 塩酸、硫酸などの強い無機酸との塩は一般に水溶性で、水酸化アルカリを加えるとアミンを遊離する。 亜硝酸との反応は第一級、第二級、第三級アミンで異なる挙動を示す。 芳香族第一級アミンは低温でジアゾニウム塩を生成する。 高温ではこれが分解してフェノールとなる。 脂肪族第一級アミンではアルコールを生ずる。 第二級アミンはニトロソアミンを生成する。 この反応で生成するニトロソアミンは発癌 はつがん 性をもつので、食品添加物として用いられている亜硝酸塩が有害であるとの考えがある。 第三級アミンは常温では亜硝酸と反応しない。 第一級、第二級アミンは無水酢酸あるいは塩化アセチルによりアセチル化されアミドを生成するが、第三級アミンは反応しない。 塩化ベンゼンスルホニルとの反応でも第一級および第二級アミンの場合はベンゼンスルホンアミドを生成するが、第三級アミンは反応しない。 第一級アミンからのスルホンアミドはアルカリに溶けるのに対し、第二級アミンからのものはアルカリに不溶であるので区別できる。 第一級アミンにクロロホルムおよびアルカリを反応させると、悪臭のあるイソニトリルを生成する。 イソニトリルの別名をカルビルアミンというので、この反応はカルビルアミン反応とよばれ、第一級アミンの検出法として用いられる。 第三級アミンはハロゲン化アルキルと反応して第四級アンモニウム塩を生じる。 [山本 学] 構造アミンの窒素原子は平面構造ではなく三角錐 さんかくすい 構造をとっている。 言い換えると、正四面体の中心に位置する窒素原子から3本の結合が3個の頂点に向かい、残りの頂点には孤立電子対が位置を占めている。 アミンの塩基性はこの孤立電子対に由来している。 三角錐構造は速やかに反転しているので、すべての置換基が異なる種類である第三級アミンでも、炭素の四面体の場合のように光学対掌体に分割することは一般に不可能である。

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アミン

二級アミン

contents• アミン合成は単純だが難しい 様々なアルキルアミンを合成しようと考えた時に真っ先に思い浮かぶのがアミンとハロゲンなどの脱離基を有するアルキル鎖との反応だと思います。 しかしこれを実際にやってみると、第二級アミンを得ようとしても第三級アミン体も生成してしまうため、第二級アミンを得るのが難しいです。 このような過剰アルキル化を防ぐようなアミン合成法がこれまでにいくつか報告されています。 今回はアミノ基導入方法について紹介します。 ガブリエル合成法 フタルイミドを利用する方法 ガブリエル合成は phth基 を利用する方法です。 フタルイミド自体をアルキルハライドや光延反応によって導入し、フタルイミドを脱保護することによって第一級アミンを得る方法です。 反応性の高い第一級アミンを保護状態で導入できるというメリットがあります。 光延反応を使えば、アルコールに対して塩基を使わなくても穏和な中性条件で導入フタルイミドを導入できます。 当然ガブリエル法では第一級アミンしか導入できません。 また、フタルイミドが頑丈なため脱保護が面倒というデメリットがあります。 メリット• 第一級アミンを合成できる• 一炭素減炭できる デメリット• 強塩基条件が必要 クルチウス転位 クルチウス転位は酸アジドを加熱することによってアルキル基が転位してイソシアネートが生成し、加水分解、脱炭酸により第一級アミンを得る方法です。 イソシアネートをtert-ブチルアルコールで分解すればBoc保護体、ベンジルアルコールで分解すればベンジル保護アミンが得られます。 酸アジドはカルボン酸からアジ化ナトリウムやジフェニルリン酸アジド DPPA との反応によって誘導します。 DPPAを使うほうが簡便です。 クルチウス転位はカルボン酸のCOOHが外れたアミン体が得られます。 イソシアネートに対してアルコールを作用させれば対応するカルバメートを合成できるので保護アミンを得られる点で有用です。 from wiki by lh. これはアルドール反応の派生形と考えられます。 カルボニル基を適当な還元剤で還元すればアルキルアミンを得られます。 芳香族アミンの合成 ニトロ基の還元 芳香族アミンの合成で重要なものはニトロ基の還元により得る方法です。 ゴールドバーグアミノ化 ゴールドバーグアミノ化は芳香族ブロモから直接アミンを合成する方法で、銅を使います。 バックワルド・ハートウィグアミノ化 触媒的アミノ化として有用です。 官能基変換によるアミンの合成 アミドの還元 アミドはカルボン酸との縮合により簡単に得ることができます。 第二級アミドを還元すれば第二級アミンを選択的に得ることが可能です。 しかし、アミドは通常強い還元条件が必要なので第一選択的には使われないですが、還元が可能であれば有用な方法の一つです。 Red-AlやLiAlH4、BH3などを使って還元します。 ニトリルの還元 脂肪族ニトリルはアルキルハライドに対して求核置換反応によって導入、芳香族ニトリルはザンドマイヤー反応でアニリンから合成できます。 一炭素増炭しますが、これを還元すればアミンが得られます。 ニトリルを加水分解してカルボン酸にした後クルチウス転位でアミンを合成すれば炭素数の増減無しに合成できますが、脂肪族の場合はアジドからアミンを合成したほうが良いです。 ニトリルの還元は比較的強い条件が必要です。 アジドの還元 脂肪族第一級アミンを得る方法としてはガブリエル法が有名ですが、アジドの還元により得る方法も有用性が高いです。 アジドはアルキルハライドを求電子剤として簡単に導入できます。 アルコールに対してもなどの脱離基に変換した後、アジド化することで簡単に得られます。

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